CN106314178B - 一种电池、电池更换站及电池更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池、电池更换站及电池更换方法，通过电池自身的电接口以及通讯接口，使得电动汽车仅需一套接口即可以与所有电池建立通讯连接并接通电，并且在更换电池时，可以根据建立的通讯连接确定各电池的电池信息以确定符合更换条件的电池，以使得电池更换站可以自动完成对该符合更换条件的电池的更换。可见，通过本发明实施例提供的电池、电池更换站以及电池更换方法，可以减少该电动汽车中与电池连接的车体结构、减轻车辆干重，并且可以通过各电池之间的连接，使该电动汽车和电池更换站确定需要更换的电池，准确的自动对该需要更换的电池进行更换，从而可以解决现有技术多级电池技术造成车体结构复杂、难以确定需要更换的电池的问题。

Description

一种电池、电池更换站及电池更换方法

技术领域

本发明实施例涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池、电池更换站及电池更换方法。

背景技术

化石能源的发现集利用，对现代社会的进步和发展有着功不可没的贡献，但是化石能源作为一种不可再生能源，使得现在社会的发展一直笼罩在能源危机的阴云之下，并且使用化石能源所造成的大气污染和全球温度升高等问题，都是使得现代社会急于寻找新的替代能源。

汽车行业作为主要使用和利用化石能源的行业之一，也在寻找新的替代能源作为汽车使用的动力来源，而电能作为可再生资源，又不会带来大气污染等环境问题，成为现有最可能实现替代化石能源的新能源之一。于是，利用电能作为汽车能源就成为人们重点关注的热点。

在现有技术中，电动汽车以电池提供电力，驱动电动机运行以使的电动汽车工作，并且，由于多级电池，避免了一体化电池造成的维护更换不便利的问题，所以以多级电池为电动汽车提供电力成为现今人们技术攻克的重点之一。每一级电池中能够包括一个或者多个电池单体、电池串或者电池包，为解决动力电池充电缓慢的问题，电池快速更换技术也成为一个重要技术方向。

但是，现有技术中电动汽车采用的多级电池中每一个电池均需要与电动汽车进行单独的电连接和通讯连接，导致车体结构更加复杂，电动汽车的干重进一步增加，造成电动汽车的续航下降。

进一步的，若简化各电池与电动汽车之间的电连接和通讯连接，虽然可以简化车体结构，但是在更换多级电池时，难以确定需要更换电池，使得电池更换效率降低，无法有效利用多级电池的优势。

可见，综上，现有技术中仍存在，采用多级电池技术使得车体结构复杂，以及难以确定多级电池中需要更换的电池的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种电池、电池更换站及电池更换方法，用以解决现有技术中采用多级电池时，导致电动汽车车体结构更加复杂，电动汽车的干重进一步增加，造成电动汽车的续航下降，并且难以确定需要更换的电池的问题。

本发明实施例提供一种电池，其特征在于，所述电池用于电动汽车上，其包括：第一电接口、第一通讯接口、电能存储单元，其中：

所述第一电接口，用于与所述电动汽车的第二电接口连接或者与相邻电池的第一电接口连接，以输送电能；

所述第一通讯接口，用于与所述电动汽车的第二通讯接口连接或者与相邻的电池的第一通讯接口连接，以传输所述电池的电池信息，以使得在更换所述电动汽车的电池组中的电池时，根据所述电池信息确定符合更换条件的电池；

所述电能存储单元，用于存储电能。

本发明实施例还提供一种电池更换站，其特征在于，其包括：旋转台、管理控制中心、电池台架，其中：

所述旋转台，用于根据接收到所述管理控制中心发送的旋转指令进行旋转；

所述管理控制中心，用于建立与待更换电池的电动汽车的通讯连接，确定符合更换条件的电池，控制所述电池台架和所述旋转台更换所述符合更换条件的电池，其中，所述电动汽车中使用如上所述的电池；

所述电池台架，用于执行接收到的所述管理控制中心发送的位移指令，并对所述电动汽车中符合更换条件的电池进行更换。

本发明实施例还提供一种电池更换的方法，其特征在于，包括：

电动汽车与如上所述的电池更换站之间建立通讯连接，其中，所述电动汽车中使用如上所述的电池；

传输所述电动汽车中所述电池的电池信息，使所述电池更换站确定符合更换条件的电池，以使得所述电池更换站更换所述电动汽车中所述符合更换条件的电池；

其中，在所述电动汽车在更换电池后，先建立各电池与所述电动汽车的通讯连接之后，再接通各电池与所述电动汽车的电连接。

本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例提供的电池、电池更换站及电池更换方法，通过电池自身的电接口以及通讯接口，使得电动汽车仅需一套接口即可以与所有电池建立通讯连接并接通电，并且在更换电池时，可以根据建立的通讯连接确定各电池的电池信息以确定符合更换条件的电池，以使得电池更换站可以自动完成对该符合更换条件的电池的更换。可见，通过本发明实施例提供的电池、电池更换站以及电池更换方法，可以减少该电动汽车中与电池连接的车体结构、减轻车辆干重，并且可以通过各电池之间的连接，使该电动汽车和电池更换站确定需要更换的电池，准确的自动对该需要更换的电池进行更换，从而可以解决现有技术多级电池技术造成车体结构复杂、难以确定需要更换的电池的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电池的示意图；

图2为本发明实施例提供的电动汽车中使用多级电池的示意图；

图3a为本发明实施例提供的一种电池公端和母端的位置示意图；

图3b为本发明实施例提供的一种电池组中各电池的安放位置示意图；

图3c为本发明实施例提供的另一种电池公端和母端的位置示意图；

图3d为本发明实施例提供的另一种电池组中各电池的安放位置示意图；

图4为本发明实施例提供的具有电池保护盖的电池的示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种电池的详细结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电池更换站的示意图；

图7为本发明是实力提供的一种由多个图6所示电池更换站组成的电池更换站***示意图；

图8表明了本发明实施例提供的一种电池更换过程；

图9表明了本发明实施例提供的电池更换站更换电池的过程。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

图1为本发明实施例提供的电池的示意图，在接下来的描述中，电池既能够是一个单体电池，例如铅酸蓄电池、铁镍蓄电池等，也能够是包括一个或者多个电池单体(例如锂离子电池)、电池串、电池包等电能存储的总成件。多级电池共同构成一个电池组向电动汽车提供电能。该电池具体包括：第一电接口、第一通讯接口以及电能存储单元，其中：该电池可用于电动汽车上，与现有技术中电动汽车的电池为该电动汽车提供电能的用途一致，本发明实施例中的该电池也可为该电动汽车提供电能，以使得该电动汽车运行，当然，具体的该电动汽车如何利用该电池的电能(如，用于驱动该电动汽车的电动机运行、为该电动汽车的行车电能提供电能、为该电动汽车的灯光***提供电能等等)，本发明并不做具体限定。

另外，在本发明实施例中，该电动汽车可为使用多级电池的电动汽车，则在该电动汽车中可包含多个本发明实施例所示的电池，如图2所示，为了方便理解，本发明实施例仅以一块电池进行说明，并且由于该电动汽车可使用多级电池，所以在本发明实施例中，所有电池同属于用于为该电动汽车供电的电池组。

图2为本发明实施例提供的电动汽车中使用多级电池的示意图。

可见，该电动汽车可仅与为该电动汽车供电的电池组中的一块电池连接，该电池组中的其余电池互相依次连接，其中，每一块电池中均包含第一电接口、第一通讯接口以及电能存储单元。

进一步地，在本发明中，当该电池为距离该电动汽车的第二电接口最近的电池时，该电池的第一电接口可与该电动汽车的该第二电接口连接，或者当该电池与该电动汽车的该第二电接口不是最近的电池时，该电池的第一电接口可与相邻电池的第一电接口连接，并在连接之后用于输送电能。

需要说明的是，由于该电池与该相邻电池的结构可以相同，所以该电池的该第一电接口与该相邻电池的第一电接口的结构也可以相同，所以在本申请中均以第一电接口进行描述，但是该电池的该第一电接口与该相邻电池的第一电接口不是同一个第一电接口，所以后续为了方便理解，将以“该电池的第一电接口”和“该相邻电池的第一电接口”进行描述以示区分，同理，后续也以“该电池的第一通讯接口”和“该相邻电池的第一通讯接口”进行描述。

进一步地，在本发明中，当该电池为距离该电动汽车的第二通讯接口最近的电池时，该电池的第一通讯接口可与该电动汽车的该第二通讯接口连接，或者当该电池与该电动汽车的该第二通讯接口不是最近的电池时，该电池的第二通讯接口可与相邻电池的第二通讯接口连接，并在连接之后传输该电池的电池信息，以使得该电动汽车可采集到该电池的电池信息，并在需要更换该电动汽车的电池组中的电池时，可根据该电池组中各电池分别传输的电池信息，确定符合更换条件的电池。其中，该电池信息中可包括：该电池的充放电次数、该电池的使用时间、该电池的剩余电量等等，当然由于该电池的剩余电量关系到该电池是否符合更换条件，所以在本发明中，该电池信息中可至少包括该电池的剩余电量。

需要说明的是，上述的通讯接口连接的过程包括：通讯接口物理上的连接以及建立通讯连接，也就是说，在各通讯接口建立物理上的连接后，在本发明中还可通过各通讯接口建立通讯连接，以使得电池信息可以通过各通讯接口传输。具体的，当该电动汽车的电池组中的所有电池之间均建立通讯链接，并且与该电动汽车的该第二通讯接口最近的电池也与该电动汽车建立通讯链接时，该电动汽车即可通过该通讯连接采集到该电池组中所有电池的电池信息，并可确定各电池的工作状况、剩余电量等电池信息。

进一步地，在本发明实施例中，该电池的电能存储单元，用于存储电能，其中，该电能存储单元中存储的电能可用于驱动该电动汽车正常运行以及驱动该电池中其他结构(如，该第一通讯接口和该第一电接口)的运行。并且，该电能存储单元可以是单独的一个整体，则在该电能存储单元中可预留一部分电能(如，该电能存储单元中存储总电能的10％)用于驱动该电池中其他结构的运行，或者，该电池存储单元可以是两部分组成的***，则其中一部分用于驱动该电动汽车的运行(如，为该电动汽车提供电能)，另一部分用于驱动该电池中其他结构的运行，当然，具体的该电能存储单元的结构可根据实际应用时的需要确定，本发明对此并不做具体限定，只要该电能存储单元可实现为该电动汽车提供电能以及为该电池中其他结构的运行提供电能即可。

另外，该电池的该第一电接口可包括公端和母端，其中，该电池的第一电接口的公端可伸出或者缩回，在伸出时可与该电动汽车的该第二电接口的母端连接或者与相邻电池第一电接口的母端连接，该电池的第一电接口的母端可与该电动汽车伸出该第二电接口的公端连接或者与该相邻电池伸出第一电接口的公端连接。

并且，由于该第一以及第二电接口在接通之后，可用于传输电能，而通常为了减少电能损耗通常在传输电能时采用高压电传输电能，所以该第一以及第二电接口可采用螺旋链接的方式进行连接，具体的，可以是该第一以及第二电接口的公端顶端带有可旋转的螺纹结构，该第一以及第二电接口的母端具有对应的螺纹，并无论是该第一电接口还是该第二电接口，该公端与该母端连接时，该公端上带有可旋转的螺纹结构在该母端对应的螺纹中进行旋转后，该公端可与该母端螺旋紧固，完成该公端与该母端的连接。

进一步地，该电池的第一通讯接口也可包括公端和母端，其中，该第一通讯接口的公端可伸出或者缩回，在伸出时可与该电动汽车的该第二母端通讯接口的母端连接或者与该相邻电池的第一通讯接口的母端连接，该电池的第一通讯接口的母端可与该电动汽车伸出的该第二通讯接口的公端连接或者与该相邻电池伸出的第一通讯接口的公端连接。其中，该第一以及第二通讯接口的公端以及该第一以及第二电接口的公端的伸出与缩回均可通过该电动汽车控制，具体的，该电池的第一通讯接口的母端与该电动汽车伸出的该第二通讯接口的公端连接或者与该相邻电池伸出的第一通讯接口的公端连接之后，通过该电池的第一通讯接口的母端接收该电动汽车发出的伸出指令或者缩回指令，并根据该伸出指令或者缩回指令，执行伸出该电池的第一通讯接口的公端以及该电池的第一电接口的公端的操作，或者执行缩回该电池的第一通讯接口的公端以及该电池的第一电接口的公端的操作。当然，该电动汽车发送的伸出或者缩回的指令也可以使仅针对该电池的第一通讯接口的公端或者该电池的第一电接口的公端，本申请对此并做不限定。

并且，该电池的第一电接口的公端和第一通讯接口的公端可均位于该电池的同一平面上，而该电池的第一电接口的母端和第一通讯接口的母端也可均位于该电池的同一平面上，具体如图3a所示。

图3a为本发明实施例提供的一种电池公端和母端的位置示意图，图3b为本发明实施例提供的一种电池组中各电池的安放位置示意图。其中，深色接口为公端、浅色接口为母端，可见，该电池的电一电接口和第一通讯接口分别对应的公端和母端位于相对平面上，当然，本发明并不限定该电池的第一电接口和第一通讯接口的位置关系，该位置关系可根据实际应用中电池组中电池的安放位置确定，如图3b所示。

图3c为本发明实施例提供的另一种该电池的公端和母端的位置示意图，图3d为本发明实施例提供的另一种电池组中各电池的安放位置示意图。

更进一步地，由于在本发明实施例中，该电池的公端(为方便说明，若无特殊说明，后续所述公端可视为该电池的第一电接口的公端以及第一通讯接口的公端的总称，母端同理)可伸出或者缩回，可见该电池的公端结构精巧，所以为了保护该公端(如，防止泥沙尘土进入、防止磕碰等损坏该公端)，在本发明中，该电池的公端所在位置上还可以设有保护盖，如图4所示。

图4为本发明实施例提供的具有该电池保护盖的电池示意图。其中，该保护盖可以与该电池的公端联动，具体的，当该电池的第一通讯接口的母端未建立通讯连接时，该电池的第一通讯接口的公端以及第一电接口的公端可均处于缩回的状态，并且该保护盖也可处于关闭的状态，当该电池的第一通讯接口的母端建立通讯连接时，该保护盖可打开，该电池的第一通讯接口的公端以及第一电接口的公端可根据接收到的伸出指令执行伸出操作。并且，当该电池的公端处于伸出状态，并接收到缩回指令时，该电池的公端执行缩回操作，并在该电池的公端的缩回操作执行完毕后，该保护盖关闭。当然，该保护盖可通过该电池的第一通讯接口，接收打开或者关闭的指令，并根据该指令，执行打开或者关闭的动作。

更进一步地，本发明实施例提供的电池还可包括：方位传感器，该方位传感器可采集该电池的方位信息，而该方位信息由于说明了该电池的具体方位，所以可以在更换该电池时用于确定该电池的位置。具体的，该方位传感器可以包括：GPS传感器、陀螺仪传感器、方向传感器等等，并且该电池中的该方向传感器可以有多个(如，该电池中可包含：GPS传感器和方向传感器)，只要通过该方位传感器可以通过采集的方位信息，能够确定该电池的位置即可(如，通过GPS传感器确定该电池的精确经纬度、通过该方向传感器确定该电池的中心轴与正北方向之间的夹角等等)，本发明对具体采用何种方位传感器并不做具体限定，可根据实际应用的需要确定。

例如，该方位传感器包含GPS传感器和方向传感器，其中该GPS传感器确定该电池的经度为：116.46357473815921，纬度为：40.02136919140359，该方向传感器确定该电池的中心轴与正北方向之间的夹角为39°，则通过上述方位信息可精确的确定该电池的位置。

另外，由于该电池组中的各电池可通过各自的第一电接口和第一通讯接口的连接，形成了一个与该电动汽车连接的整体，如图2所示，所以在更换该电池组中的电池时，该电池组中的各电池分别对应的第一电接口和第一通讯接口均可断开连接，若各电池分别对应的第一电接口和第一通讯接口不断开连接的话，则难以对该电池组中的电池进行更换，更难以仅针对该电池组中的指定电池进行更换。

进一步地，若在更换电池时可断开该电池组中的所有电池分别对应的第一电接口和第一通讯接口，则针对该电池组中的每一个电池，该电池无法通过该电池的第一通讯接口传输该电池的方位信息，于是，在本发明中该电池还可包括：无线通讯单元，用于确定该电池的方位传感器采集到该电池的方位信息，并发送该电池的方位信息以及该电池的标识，以使的在更换该电动汽车的电池组中的电池时，可通过该电池的方位信息以及该电池的标识确定该电池的位置。

其中，该无线通讯单元采用的通讯技术可以是：蓝牙(Bluetooth)、无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)、无线保真(Wireless-Fidelity，Wi-Fi)等等，当然该无线通讯单元可根据该单元采用的通讯技术而存在结构上的差异，本发明也不限定该无线通讯单元的采用的通讯技术。

具体的，该无线通讯单元可确定该电池中的该方位传感器采集的方位信息，并在与该电动汽车或者电池更换站建立通讯连接之后，通过建立的通讯连接发送该电池的方位信息以及该电池的标识，以使得该电动汽车或者该电池更换站可接收到的该电池的标识以及该电池的方位信息，并确定该电池的位置。

需要说明的是，由于通常只有在更换电池时，该电池的第一电接口和第一通讯接口才需要断开连接，所以为了节省电能消耗、延长该电池寿命，该电池的方位传感器可以在该电池的第一电接口和第一通讯接口均断开时再开始工作，同理，该无线通讯单元，可以在该电池的第一电接口和第一通讯接口均断开时再开始工作。当然，该方位传感器和该无线通讯单元也可一直处于工作状态，具体的该方位传感器和该无线通讯单元何时启动，根据何种条件启动可根据实际应用是的需要确定，本发明对此并不做具体限定。

更进一步地，本发明实施例提供的电池还可以包括滑道，用于在更换该电池时，引导该电池滑出或者滑进该电动汽车用于存放该电池的电池仓。

于是，本发明实施例还提供另一种电池的详细结构示意图，如图5所示，可见该电池包括，第一电接口的公端、第一通讯接口的公端、第一电接口的母端、第一通讯接口的母端、方位传感器、保护盖、无线通讯单元以及滑道。

通过本发明实施例提供的图1所示的电池，该电池可以通过该第一通讯接口传输该电池的电池信息，以使得该电动汽车确定该电动汽车的电池组中各电池的电池信息，并可根据各电池的电池信息确定符合更换条件的电池。并且，由于该电池组中的各电池，仅需有一块电池与该电动汽车连接即可，而各电池可以通过电池与电池之间的连接传输电能以电池信息，所以可以使该电动汽车无需再针对每一个电池布置对应的通讯接口和电接口，可简化该电动汽车的车体结构，减轻该电动汽车的干重。可见，通过本发明提供的电池，可以简化电动汽车的结构，同时也可通过各电池的电池信息确定需要更换的电池。

需要说明的是，该电池的第一电接口为高压电接口，具体的该高压电电压可根据该电动汽车的电动机所需电压确定，通常该高压电在288V至650V之间，当然，本发明中的高压电并不仅限定在上述高压电的范围内。

进一步地，由于本发明实施例提供的电池具有上述的有益效果，所以随着本发明的广泛使用，可以避免各电池生产商将研发成本投入到电池结构以及多级电池的连接方式当中，可减少研发资源(如，资金成本、人力成本等)的重复浪费，而将节省的资源用于开发新型的电池材料等方面。

基于图1所示的电池，本发明实施例还对应的提供一种更换该电池的电池更换站，如图6所示。

图6为本发明实施例提供的一种电池更换站的示意图。

由于本发明实施例提供的如图1所示的电池可以是使用在电动汽车的电池组中的多级电池，所以当该电池组中的多级电池需要更换时，可以通过本发明实施提供的该电池更换站对该电池进行更换。

该电池更换站可包括：旋转台、管理控制中心、电池台架。

在本发明实施例中，该旋转台，可根据接收到该管理控制中心发送的旋转指令进行旋转。具体的，该旋转台用于停放需要更换电池的电动汽车，即，该电动汽车在驶入该电池更换站进行电池更换时，具体可以驶上该旋转台，并在该旋转台上进行电池更换。

进一步地，为了方便该电动汽车的车主无需下车便可使该电池更换站开始更换电池的过程，该旋转台上还可放置该管理控制中心，该管理控制中心用于控制该电池更换站对该电动汽车进行电池更换操作。

具体的，该管理控制中心，可建立与待更换电池的电动汽车的通讯连接，并通过该通讯连接确定符合更换条件的电池，控制该电池台架和该旋转台更换该符合更换条件的电池，其中，由于该电池更换站是对应图1所示的电池的，所以该电动汽车中可使用如上任一项所述的电池。

进一步地，由于待更换电池的电动汽车的型号可能不同，而不同型号的电动汽车的电池仓为位置可能不同(如，位于电动汽车的引擎盖下、位于电动汽车的后备箱处、位于电动汽车的后翼子板处等等)，所以在更换不同型号的电动汽车时，该管理控制中心需要控制该电池台架移动至不同位置，以从该电动汽车的电池仓的仓口处更换电池。

具体的，在本发明实施例中，该管理控制中心可以通过该通讯连接向该电动汽车的行程电脑发送车辆信息查询请求，以使得该电动汽车返回对应的车辆信息，并根据该管理控制中心预先存储的各车辆信息，确定该车辆信息对应的电动汽车的电池仓仓门位置，根据确定的该电动汽车的电池仓仓门位置，控制该电池台架移动至该电动汽车的电池仓仓门预设范围内。其中，由于该电池更换站还不能确定符合更换条件的电池的精确位置，所以该电池台架可以仅移动至该仓门预设范围内即可。

其中，该车辆信息可以包括：车辆型号信息，以及该车辆型号信息对应的该型号车辆的电池仓的仓门方位信息。由于通过图6可见，该电池更换站的管理控制中心的位置相对于该旋转台是固定的，所以当该电动汽车驶上该旋转台时，该车辆的位置是在一个可以预测的范围内的，所以通过确定该电动汽车的车辆信息便可大致确定该电动汽车的电池仓的仓门位置，从而可以控制该电池台架移动至该仓门的预设范围内。

需要说明的是，由于该电池台架后续需要与该电动汽车中的电池的无线通讯单元建立通讯连接，所以上述的预设范围内所指距离为：可以使该电池台架可与该电动汽车中的电池的无线通讯单元建立通讯连接，具体的情况可以视该电池的无线通讯单元采用的通讯技术而确定，也就是本发明中所指预设范围可根据实际应用中的情况确定。例如，假设该无线通讯单元的通讯距离为10m，该电池组的体积为0.5m×2m×1m，该电池组与该电池仓仓门的距离为0.25m，那么当该电池台架移动至距离该电池仓的仓门10m-2m-0.25m＝7.75m以内时，可以确定该电池台架移动至该仓门附近。其中，由于需要该电池台架与该电池组中任一电池均可建立通讯连接，所以考虑到该电池组的大小，以及该电池仓仓门与该电池组的距离，在确定该电池台架与该电池仓仓门的距离时还可将该电池组的大小以及该电池与电池仓仓门的距离计算进来。

另外，由于图1所示的电池，可通过该电池的第一通讯接口传输该电池的电池信息以及该电池的标识，所以该管理控制中心还可以根据建立的通讯连接，确定该电池组中各电池的电池信息和标识，并根据预设的更换条件，确定符合更换条件的电池，即，确定符合更换条件的电池的标识。其中，该预设的更换条件可由工作人员根据经验进行设定，如，剩余电量不大于10％时，确定该电池符合更换条件等等。

进一步地，由于该电池台架可在该管理控制中心的控制下移动至该电动汽车的电池仓的仓门预设范围内，所以该管理控制中心还可将符合更换条件的电池的标识发送至该电池台架，以使得该电池台架在与各电池的无线通讯模块建立通讯连接后，根据该电池的标识，确定符合更换条件的电池的方位信息，并将该方位信息返回至该管理控制中心。

更进一步地，该管理控制中心可根据接收到的该电池台架返回的该符合更换条件的电池的方位信息，确定并发送该电池台架的位移指令和该旋转台的旋转指令，使该电池台架和该旋转台执行对应的移动和旋转操作，从而使得该电池台架移动至该符合更换条件的电池的准确位置，并更换该符合更换条件的电池。

具体的，首先，该管理控制中通过该电池台架返回的方位信息，可准确的确定符合更换条件的电池的位置，其次，根据确定的位置，计算该旋转台上的该电动汽车的电池仓仓门的开启后电池的取出方向，与该电池台架拉取和推送电池的方向之间的角度，根据计算出的角度确定该旋转指令，使该旋转台旋转至该电动车的电池的取出方向与该电池台架的拉取和推送方向一致，之后，根据确定的位置，计算该旋转台旋转之后该电动汽车的电池仓仓门与该电池台架的距离，确定位移指令，使该电池台架接近该仓门至该电池台架可拉取和推送该电池仓中的电池的距离。

另外，该管理控制中心还可通过建立的通讯连接，向该电动汽车发送电池仓仓门打开请求，使该电动汽车根据该请求打开该电池仓仓门。

进一步的，该电池台架由于需要获取符合更换条件的电池的方位信息，而该电池的方位信息可通过该电池的无线通讯单元发送，所以该电池台架上也可包含对应的接收单元，该接收单元接收各电池的无线通讯单元分别发送的方位信息以及电池的标识，并根据该述管理控制中心发送的符合更换条件的电池的标识，确定该符合更换条件的电池的方位信息并返回该管理控制中心。

更进一步的，如图6所示的电池更换站可以为一辆电动汽车更换电池，但是在实际使用过程中，该电池更换站中可以由多个如图6所示的装置组成，作为更换站***，如图7所示，则在图7中的每一个电池更换站均可由旋转台、管理控制中心、电池台架组成，或者所有的电池更换站，共用一个管理控制中心，在每一个旋转台上安置一个连接该管理控制中心的终端，以便用户通过该终端使该电池更换站为该用户的电动汽车更换电池。

则每一个电池更换站分别对应的旋转台和电池台架均可携带标识，以使得该管理控制中心区分各旋转台以及电池台架。

另外，由于本发明是实力提供的该电池更换站，可以对多辆电动汽车同时更换电池，所以该电池更换站对电动汽车更换电池的效率甚至可以高于加油站位汽油汽车加油的效率，使得电动汽车可以通过该电池更换站更换电池，并有效地提高电动汽车的续航里程。

同时，当该电池更换站的分布密度达到或者接近现有加油站的分布密度时，电动汽车的用户以及电动汽车的生产厂商对于电动汽车的续航不足的顾虑便不复存在，也就是说，当形成由多个电池更换站组成的电池更换网络时，可使得电动汽车的用户可以轻易的找到最近的电池更换站，并对车中的电池进行更换，使得电动汽车的用户可无需考虑电池中电能耗尽的问题，可以减少电动汽车的推广难度以及人们对使用电动汽车时，对电动汽车行驶里程的担忧。

基于图1和图6所示的电池和电池更换站，本发明实施例还提供的一种电池更换方法，如图8所示。

图8表明了本发明实施例提供的一种电池更换过程，具体步骤包括：

S101：电动汽车与电池更换站之间建立通讯连接。

在本发明实施例中，电动汽车可使用图1所示的电池，并在图6所示的电池更换站中更换电池，其中，由于在电池更换站中，该电动汽车可在该电池更换站的旋转台上进行电池更换的操作，所以首先该电动汽车可以驶上该电池更换站的旋转台。

其次，由于该电动汽车可使用多级电池，所以该电池更换站需要确定各电池的电池信息，以确定符合更换条件的电池，并执行后续的更换操作，于是，为了确定带电动汽车中各电池的电池信息，该电池更换站可先与该电动汽车建立通讯连接。

具体的，该电动汽车中可包含：数据采集卡以及***所述数据采集卡的第一指定接口。当该数据采集卡***该第一指定接口时，实时记录该电动汽车中各电池的电池信息，当该数据采集卡与该第一指定接口断开连接时，该数据采集卡中记录有上一时刻该电动汽车中各电池的电池信息。可见，该数据采集卡实时的采集该电动汽车的各电池的电池信息，所以该电池更换站仅需通过该数据采集卡便进行数据交互，便可视为是该电池更换站与该电动汽车建立了通讯连接。

于是，在本发明实施例中，该电池更换站的第二指定接口可通过与该数据采集卡建立通讯连接，以便执行后续步骤。具体的，该电池更换站的管理控制中心的第二指定接口与该数据采集卡建立通讯连接，其中，建立通讯连接的方式可与现有技术中采用的POS机刷卡的技术一致，即，该管理控制中心上集成有POS刷卡机，将该POS刷卡机的接口作为该电池更换站的第二指定接口，通过该POS刷卡机建立与该数据采集卡的通讯连接。

当然，该电池更换站也可以采用无线通讯技术与该电动汽车的行车电脑建立通讯连接，并通过该行车电脑直接获得该电动汽车中各电池的电池信息，该电池更换站具体采用何种方式确定该电动汽车中各电池的电池信息本发明并不做限定。

进一步地，当该电动汽车通过该数据采集卡与该电池更换站建立通讯连接时，该数据采集卡还可以采集该电动汽车的：车辆信息、各电池的电池型号、该电动汽车的电池数量、车主账户标识等信息，以便后续与该电池更换站建立通讯连接是，可以是该电池更换站确定更换电池的所需的其他信息，并进行电池更换操作。

例如，某个电动汽车的车主A，驾车驶上如图6所示的电池更换站的旋转台上，并通过安置于该旋转台上的该管理控制中心集成的POS刷卡机，将该电动汽车上的第一指定插口中的数据采集卡拔出，并***该POS刷卡机中(即，***该第二指定接口中)，使该管理控制中心建立与该数据采集卡的通讯连接。

S102：传输所述电动汽车中所述电池的电池信息，使所述电池更换站确定符合更换条件的电池，以使得所述电池更换站更换所述电动汽车中所述符合更换条件的电池。

在本发明实施例中，当该电池更换站与该电动汽车建立通讯连接后，该电动汽车便可向该电池更换站传输该电动汽车中各电池的电池信息，以使得该电池更换站确定符合更换条件的电池，并对该符合更换条件的电池进行更换。

具体的，更换电池的步骤如图9所示，图9表明了本发明实施例提供的电池更换站更换电池的过程。

S1021：确定各电池的电池信息。

具体的，该电池更换站的管理控制中心上的第二指定接口，与该电动汽车的该数据采集卡连接，并通过该数据采集卡确定该电动汽车中所有电池的电池信息以及标识。

S1022：确定符合更换条件的电池。

具体的，该管理控制中心，可以根据预设的更换条件(如，剩余电量不大于10％)，确定符合该预设的更换条件的电池的标识，并将该电池作为符合更换条件的电池。

S1023：控制该电池台架移动值该预设范围内。

具体的，该管理中心还可以根据该数据采集卡中记录的车辆信息，确定该电动汽车的电池仓仓门位置，并控制该电池更换站的电池台架移动至该电动汽车的电池仓仓门预设范围内，其中，该预设范围可根据该数据采集可中记录的电池型号确定，具体的，根据该电池型号确定该电动汽车中电池的无线通讯单元的通讯范围，作为该预设范围。

S1024：使该电池台架确定符合更换条件的电池的方位信息。

具体的，该管理控制中心根据步骤S1022中确定的符合更换条件的电池的标识，向该电池台架发送该标识，以使得该电池台架根据该符合更换条件的电池的标识，确定该符合更换条件的电池的方位信息。其中，针对该的电动汽车中的每一个电池，由于该电池的方位传感器单元可采集该电池的方位信息，并可通过该电池的无线通讯单元，将该电池的方位信息以及该电池的标识发送给该电池台架，所以该电池台架可以根据该管理控制中心发送的电池的标识，确定符合更换条件的电池的方位信息。

S1025：该管理控制中心根据接收的符合更换条件的电池的方位信息，确定并发送该位移指令和旋转指令。

具体的，该管理控制中心跟据该电池台架发送的符合更换条件的电池的方位信息，计算该旋转台的旋转角度，并向该旋转台发送对应的旋转指令，计算该电池台架移动距离，并向该电池台架发送的位移指令。

S1026：使该电池台架移动至符合更换条件的电池的准确位置，并更换该符合更换条件的电池。

具体的，该电池台架还可以包括：机械手，用于拉取或者推送电池。于是，当该电池台架以及该旋转台根据分别接收到的该位移指令以及该旋转指令，执行对应的位移操作和旋转操作后，该电池台架可移动至该电动汽车的符合更换条件的电池的准确位置，则该电池台架可以通过该机械手，拉取该符合更换条件的电池，使该电池依赖该电池的滑道从该电池仓中滑出，当该机械手将该符合更换条件的电池取出后，该电池台架还可通过相同的方法，将新电池推送至该符合更换条件的电池原本在该电池仓中的位置，完成电池的更换。

另外，该电动汽车的电池仓仓门通常是关闭的，而当更换电池时，该电池仓仓门可以打开以便该电池台架更换电池，于是，在本发明中，该电动汽车还可接收该电池更换站发送的电池仓仓门打开请求，并根据该电池仓仓门打开请求，该电动车的电池仓仓门打开，该电动汽车以及各电池接口的公端断开连接并缩回，使该电池更换站进行电池更换。

具体的，当该汽车采用数据采集卡与该电池更换站建立通讯连接时，该数据采集卡在与该第二指定接口连接时，可以接收该电池更换站的管理控制中心发送的电池仓仓门打开请求，并在该数据采集卡重新与该电动汽车的第一指定接口连接时，是该电动汽车接收该电池仓仓门打开请求，并根据该电池仓仓门打开请求开启该仓门。

进一步地，当该电池更换站对电池进行更换完毕后，该电动汽车还可使电池仓中的各电池接通以为该电动汽车供电。

具体的，首先，该电动汽车的第二通讯接口的公端伸出与距离最近的电池的第一通讯接口的母端连接，并建立通讯连接。

其次，该电动汽车通过该通讯连接，控制距离最近的该电池伸出第一通讯接口的公端，与该电池相邻的电池的第一通讯接口的母端连接，直至该电动汽车中的所有电池均依次伸出各自的第一通讯接口的公端与对应的母端连接，依次建立通讯连接，使得该电动汽车与所有电池之间建立通讯连接，进而使得该电动汽车可通过该通讯连接控制在该电动汽车中所有电池。

之后，该电动汽车在确定与所有电池均建立通讯连接之后，与上述建立通讯连接的过程相同，该电动汽车可伸出第二电接口的公端与距离最近的电池的第一电接口的母端连接，并控制距离最近的该电池伸出第一电接口的公端，与该电池相邻的电池的第一电接口的母端连接，直至该电动汽车中的所有电池均依次伸出各自的第一电接口的公端与对应的母端连接，从而使该电动汽车中的各电池可以为该电动汽车提供电能。

最后，当该电动汽车确定与各电池实现电接通后，便可控制该电池仓仓门关闭，并进行电池通讯自检，若该电池自检正常则该电动汽车可正常运行，本发明提供的该电池更换过程成功结束，当然，若该电池自检不正常，则该电动汽车电池更换过程失败，还可对该电池更换失败原因进行检测，以排除故障，具体的如何检测失败原因以及如何排除故障不属于本发明的范围，对此不再赘述。

更进一步地，由于电能也是能源的一种，所以更换电池的过程与汽车加油的过程一样，通常车主还需要支付相应的电费才可以完成该电池更换过程。

具体的，当该管理控制中心与该电动汽车建立通讯连接，并确定符合更换条件的电池的剩余电量时，该管理控制中心根据该符合更换条件的电池的剩余电量，计算该符合更换条件的电池的已经使用的电量对应的价格，并根据该价格确定对应的支付业务，并使该电动汽车的车主执行该支付业务，当该支付业务支付成功后，该电池更换站再开始电池更换过程，为该电动汽车更换符合更换条件的电池。

其中，当采用数据采集卡建立该电动汽车与该管理控制中心的通讯连接时，该数据采集卡可以包含银行卡功能，而该管理控制中心携带的POS刷卡机则可以具有对应的执行支付业务的功能，则与现有技术一致，可通过该数据采集卡完成该支付业务。

另外，由于本发明实施例提供的电池更换方法可以方便的确定需要更换的电池，并通过该电池更换站快速的更换电池，所以当采用本发明实施提供的该电池更换方法，在本发明实施例提供的该电池更换站更换电动汽车中的该电池时，可使电动汽车更换电池的时间大大缩短，使得电动汽车可以通过该电池更换站更换电池以增加续航里程。

并且，结合图1和图6所述的有益效果，当更多的电池更换站采用本发明实施例提供的该电池更换方法时，可以使得电动汽车的使用更加方便，从而提高人们使用电动汽车的意愿，并且当电池更换站均采用本发明所述的方法时，可减少整个社会用于建设电动汽车的配套设施(即，电池更换站)资源的重复投入，方便用户在该电池更换站更换电池。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种电池，其特征在于，所述电池用于电动汽车上，其包括：第一电接口、第一通讯接口、电能存储单元，其中：

所述第一电接口，用于与所述电动汽车的第二电接口连接或者与相邻电池的第一电接口连接，以输送电能；

所述第一通讯接口，用于与所述电动汽车的第二通讯接口连接或者与相邻的电池的第一通讯接口连接，以传输所述电池的电池信息，以使得在更换所述电动汽车的电池组中的电池时，根据所述电池信息确定符合更换条件的电池；

所述电能存储单元，用于存储电能；

所述电池的第一电接口，和/或所述电池的通讯接口，包括：公端和母端；

所述第一电接口的公端用于与所述电动汽车的第二电接口的母端连接或者与相邻电池的第一电接口的母端连接，所述第一电接口的母端用于与所述电动汽车的第二电接口的公端连接或者与相邻电池的第一电接口的公端连接；且/或

所述第一通讯接口的公端用于与所述电动汽车的第二通讯接口的母端连接或者与相邻电池的第一通讯接口的母端连接，所述第一通讯接口的母端用于与所述电动汽车的第二通讯接口的公端连接或者与相邻电池的第一通讯接口的公端连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一电接口的公端以及所述第一通讯接口的公端位于所述电池的同一平面上，并可伸出或者缩回；

所述第一电接口的母端以及所述第一通讯接口的母端位于所述电池的同一平面上。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述第一通讯接口的公端和/或所述第一电接口的公端上还包括：保护盖，其中：

当所述电池的第一通讯接口的母端未建立通讯连接时，所述电池的所述第一通讯接口的公端和/或所述第一电接口的公端缩回并关闭所述保护盖；

当所述电池的第一通讯接口的母端建立通讯连接时，所述保护盖打开，所述第一通讯接口的公端和/或所述第一电接口的公端伸出。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

方位传感器，用于采集所述电池的方位信息，所述方位信息用于在更换所述电动汽车的电池组中的电池时，定位所述电池的位置。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

无线通讯单元，用于发送所述电池的方位信息以及标识，以使得在更换所述电动汽车的电池组中的电池时，定位所需更换的电池的位置。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

滑道，用于在更换所述电池时，引导所述电池滑出或滑进所述电动汽车用于存放所述电池的电池仓。

7.一种电池更换站，其特征在于，其包括：旋转台、管理控制中心、电池台架，其中：

所述旋转台，用于根据接收到所述管理控制中心发送的旋转指令进行旋转；

所述管理控制中心，用于建立与待更换电池的电动汽车的通讯连接，以确定符合更换条件的电池，控制所述电池台架和所述旋转台更换所述符合更换条件的电池；

所述电池台架，用于执行接收到的所述管理控制中心发送的位移指令，并对所述电动汽车中符合更换条件的电池进行更换。

8.根据权利要求7所述的电池更换站，其特征在于，所述管理控制中心，通过与所述待更换电池的电动汽车的通讯连接，确定所述电动汽车的车辆信息、电池信息、电池的标识；

所述管理控制中心，根据所述车辆信息，确定所述电动汽车的电池仓仓门位置，控制所述电池台架移动至所述电动汽车的电池仓仓门预设范围内；

所述管理控制中心，向所述电池台架发送所述符合更换条件的电池的标识；

所述管理控制中心，根据接收到的所述电池台架返回的所述符合更换条件的电池的方位信息，确定所述电池台架的位移指令和所述旋转台的旋转指令；

所述管理控制中心，发送所述位移指令以及所述旋转指令，使所述电池台架移动至所述符合更换条件的电池的准确位置，并更换所述符合更换条件的电池。

9.根据权利要求7所述的电池更换站，其特征在于，所述管理控制中心，通过建立的通讯连接，向所述电动汽车发送电池仓仓门打开请求，使所述电动汽车根据所述请求打开所述电池仓仓门。

10.根据权利要求8所述的电池更换站，其特征在于所述电池台架，根据所述管理控制中心发送的符合更换条件的电池的标识，与所述符合更换条件的电池的无线通讯单元建立通讯连接，以获得所述符合更换条件的电池的方位信息。

11.一种电池更换的方法，其特征在于，包括：

电动汽车与权利要求7至10任一项所述的电池更换站之间建立通讯连接，其中，所述电动汽车中使用权利要求1至6任一项所述的电池；

传输所述电动汽车中所述电池的电池信息，使所述电池更换站确定符合更换条件的电池，以使得所述电池更换站更换所述电动汽车中所述符合更换条件的电池；

其中，在所述电动汽车在更换电池后，先建立各电池与所述电动汽车的通讯连接之后，再接通各电池与所述电动汽车的电连接。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电动汽车包含：数据采集卡以及***所述数据采集卡的第一指定接口，其中：

当所述数据采集卡***所述第一指定接口时，实时记录所述电动汽车中各电池的电池信息；

当所述数据采集卡与所述第一指定接口断开连接时，所述数据采集卡中记录有上一时刻所述电动汽车中各电池的电池信息；

电动汽车与电池更换站之间建立通讯连接，具体包括：

所述数据采集卡与所述电池更换站的第二指定接口连接；

传输所述电动汽车中所述电池的电池信息，具体包括：

所述数据采集卡通过与所述电池更换站的第二指定接口的连接，使所述电池更换站确定所述电动汽车中所有电池的电池信息以及标识。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，使所述电池更换站确定所述电动汽车中所有电池的电池信息之后；

使所述电池更换站更换所述电动汽车中所述符合更换条件的电池，包括：

针对所述的电动汽车中的每一个电池，该电池的方位传感器单元，通过该电池的无线通讯单元，将该电池的方位信息以及该电池的标识发送给所述电池更换站，使所述电池更换站确定该电池的方位信息；

使所述电池更换站根据所述符合更换条件的电池的标识，确定所述符合更换条件的电池的方位信息；

使所述电池更换站根据所述符合更换条件的电池的方位信息，更换所述符合更换条件的电池。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，更换所述电动汽车中所述符合更换条件的电池，具体包括：

接收所述电池更换站发送的电池仓仓门打开请求；

根据所述电池仓仓门打开请求，所述电动车的电池仓仓门打开，所述电动汽车以及各电池的公端与母端断开连接并缩回，使所述电池更换站进行电池更换；

当所述电池更换站对电池进行更换完毕后，所述电动汽车的公端伸出与所述电池的母端连接，以控制所述电动汽车中的所有电池依次伸出公端，直至所述电动汽车与各电池建立通讯连接以及电接通为止；

确定所述电动汽车与各电池之间电接通后，关闭所述电池仓仓门，并对各电池通讯自检。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述电动汽车的公端伸出与所述电池的母端连接，以控制所述电动汽车中的所有电池依次伸出公端，直至所述电动汽车与各电池建立通讯连接以及电接通为止，具体包括：

所述电动汽车的第二通讯接口的公端伸出与第一级电池的第一通讯接口的母端连接，并建立通讯连接；

通过所述通讯连接，控制所述电动汽车中的所有电池依次伸出各第一通讯接口的公端，并依次建立通讯连接；

确定所有电池均建立通讯连接之后，所述电动汽车的第二电接口的公端伸出与第一级电池的第一电接口的母端连接；

通过所述通讯连接，控制所述电动汽车中的所有电池依次伸出各公端电接口，并依次接通。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述电池更换站进行电池更换之前，所述电池更换站通过建立的通讯连接，确定符合更换条件的电池的剩余电量；

根据所述剩余电量，确定对应的支付业务；

确定所述支付业务支付成功后，所述电池更换站更换所述电动汽车中所述符合更换条件的电池。